【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空航天特殊参数测量，尤其涉及一种维形烧蚀材料传感器。
技术介绍
1、航天器进入大气层时，其表面温度非常高，机体承受严重的气动加热，烧蚀热防护层作为热防护结构中的重要一环，必须掌握热防护层的烧蚀速率和烧蚀量。如果在飞行过程中烧蚀热防护层被烧穿，气动加热会造成航天器表面温度过高，从而导致航天器损毁或是造成航天器内部温度过高，仪器不能正常工作。
2、可重复使用航天器等需要在飞行过程中保持气动外形，需要烧蚀材料在烧蚀相变过程中保持其外形和强度，这种烧蚀材料被称为维形烧蚀材料。维形烧蚀材料在材料烧蚀碳化过程中及完全碳化后材料的外形尺寸及强度几乎不发生变化，因此，传统的铺线式检测技术依靠烧蚀材料冲刷破坏内埋敏感元件来测量烧蚀量的方法和内埋电阻线通过电阻线熔断测量烧蚀量的方法，均无法测量维形烧蚀材料的烧蚀量。
3、因此，设计一种维形烧蚀材料传感器是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种维形烧蚀材料传感器，至少解决以下技术问题之一：1、现有烧蚀材料传感器在维形烧蚀材料测量上具有局限性，无法获得维形烧蚀材料的烧蚀程度；2、维形烧蚀材料分层温度及烧蚀量的测量无法通过同一个传感器实现；3、维形烧蚀材料分层温度的测量容易受到环境温度及材料烧蚀碳化后导电性变化的影响导致分层温度测量精度较低。
2、本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术提供了一种维形烧蚀材料传感器：包括
4、所述烧蚀基体包括烧蚀基体下壳体1、烧蚀敏感组件2、烧蚀基体中壳体3、温度敏感组件4、烧蚀基体上壳体5；
5、所述烧蚀基体下壳体1上设有凹槽，所述烧蚀敏感组件2、烧蚀基体中壳体3、温度敏感组件4、烧蚀基体上壳体5依次置于所述烧蚀基体下壳体1的凹槽内，各部件粘连形成所述烧蚀基体；
6、所述烧蚀基体一端通过固定管6与外壳7连接。
7、进一步地，所述烧蚀基体中壳体3表面上设有安装槽31，温度敏感组件4镶嵌于安装槽31内。
8、进一步地，所述烧蚀基体上壳体5下表面覆盖在布置温度敏感组件4的烧蚀基体中壳体3上；所述烧蚀基体上壳体5尾部设有定位销孔，与固定管6上的销孔配合插入固定件将烧蚀基体整体与固定管6固定连接。
9、进一步地，所述烧蚀敏感组件2包含基底层21、总线22、敏感线23、防护层24和焊盘25，总线22和敏感线23构成感应层；
10、敏感线23和总线22设于基底层21上，敏感线23和总线22上覆盖有防护层24，防护层24一端设有焊盘25用于连接总线22或敏感线23。
11、进一步地，所述温度敏感组件4由多个耐高温传感器40组成；
12、耐高温传感器40包括热电偶44、位于热电偶44一端的测量端41、位于热电偶44另一端的接线端45以及包覆测量端41和接线端45之间热电偶的耐高温材料绝缘层42和聚四氟乙烯绝缘层43。
13、进一步地，所述耐高温材料绝缘层42位于所述烧蚀基体内，所述聚四氟乙烯绝缘层43至少部分位于所述烧蚀基体外。
14、进一步地，所述总线22的一端延长线和所述敏感线23的一端延长线、所述温度敏感组件4暴露在烧蚀基体外部的一端穿过外壳7，并形成集成引线9从外壳7尾部的出线孔穿出。
15、进一步地，所述总线22的一端延长线和所述敏感线23的一端延长线、所述温度敏感组件4暴露在烧蚀基体外部的一端穿过外壳7，并形成集成引线9从外壳7尾部的出线孔穿出。
16、进一步地，所述耐高温材料绝缘层42包覆靠近测量端41的一侧，聚四氟乙烯绝缘层43包覆靠近接线端45的一侧，且耐高温材料绝缘层42和聚四氟乙烯绝缘层43相接，测量端41表面无任何涂层且焊接为一点，接线端45表面无任何涂层。
17、进一步地，所述耐高温传感器40的热电偶44一端的测量端41即为分层温度测量点，分层温度测量点可为多个，沿所述烧蚀基体中壳体3长度方向，多个分层温度测量点均匀分布，沿垂直于烧蚀基体中壳体3长度的方向，相邻耐高温传感器40间的距离相同。
18、与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
19、1、现有维形烧蚀材料传感器无法通过一个传感器同时测量分层温度与烧蚀量这两种参数，本专利技术的维形烧蚀材料传感器，能够实现烧蚀量或/和分层温度两种参数的测量，可以同时测量分层温度和烧蚀量。
20、2、现有的维形烧蚀材料传感器，无论是采用物理还是高温破坏监视线的测量方式，均无法准确获得烧蚀材料的烧蚀程度，具有局限性，而本专利技术的维形烧蚀材料传感器，能够准确获得烧蚀材料的烧蚀程度，即“开始烧蚀”、“正在烧蚀”和“完全烧蚀”。
21、3、在烧蚀材料分层温度测量中，环境温度及材料烧蚀碳化后导电性变化，会影响测量结果的准确性，本专利技术通过分区绝缘的方法，在烧蚀基体内部采用耐高温绝缘涂层绝缘，烧蚀基体外部采用聚四氟乙烯绝缘，使得传感器在高温环境中，绝缘性良好，提高了分层温度的测量精度。
22、本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
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1.一种维形烧蚀材料传感器，其特征在于，包括：烧蚀基体、固定管(6)和外壳(7)；
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述烧蚀基体中壳体(3)表面上设有安装槽(31)，温度敏感组件(4)镶嵌于安装槽(31)内。
3.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述烧蚀基体上壳体(5)下表面覆盖在布置温度敏感组件(4)的烧蚀基体中壳体(3)上；所述烧蚀基体上壳体(5)尾部设有定位销孔，与固定管(6)上的销孔配合插入固定件将烧蚀基体整体与固定管(6)固定连接。
4.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述烧蚀敏感组件(2)包含基底层(21)、总线(22)、敏感线(23)、防护层(24)和焊盘(25)，总线(22)和敏感线(23)构成感应层；
5.根据权利要求4所述的传感器，其特征在于，所述基底层(21)厚度为0.1mm～0.2mm，所述感应层厚度为0.1mm～0.2mm，所述防护层(24)厚度为0.05mm～0.1mm。
6.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述温度敏感组件(4)由多个耐高温传感器(40)组
7.根据权利要求6所述的传感器，其特征在于，所述耐高温材料绝缘层(42)位于所述烧蚀基体内，所述聚四氟乙烯绝缘层(43)至少部分位于所述烧蚀基体外。
8.根据权利要求6所述的传感器，其特征在于，所述总线(22)的一端延长线和所述敏感线(23)的一端延长线、所述温度敏感组件(4)暴露在烧蚀基体外部的一端穿过外壳(7)，并形成集成引线(9)从外壳(7)尾部的出线孔穿出。
9.根据权利要求6所述的传感器，其特征在于，所述耐高温材料绝缘层(42)包覆靠近测量端(41)的一侧，聚四氟乙烯绝缘层(43)包覆靠近接线端(45)的一侧，且耐高温材料绝缘层(42)和聚四氟乙烯绝缘层(43)相接，测量端(41)表面无任何涂层且焊接为一点，接线端(45)表面无任何涂层。
10.根据权利要求6所述的传感器，其特征在于，所述耐高温传感器(40)的热电偶(44)一端的测量端(41)即为分层温度测量点，分层温度测量点可为多个，沿所述烧蚀基体中壳体(3)长度方向，多个分层温度测量点均匀分布，沿垂直于烧蚀基体中壳体(3)长度的方向，相邻耐高温传感器(40)间的距离相同。
...【技术特征摘要】
1.一种维形烧蚀材料传感器，其特征在于，包括：烧蚀基体、固定管(6)和外壳(7)；
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述烧蚀基体中壳体(3)表面上设有安装槽(31)，温度敏感组件(4)镶嵌于安装槽(31)内。
3.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述烧蚀基体上壳体(5)下表面覆盖在布置温度敏感组件(4)的烧蚀基体中壳体(3)上；所述烧蚀基体上壳体(5)尾部设有定位销孔，与固定管(6)上的销孔配合插入固定件将烧蚀基体整体与固定管(6)固定连接。
4.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述烧蚀敏感组件(2)包含基底层(21)、总线(22)、敏感线(23)、防护层(24)和焊盘(25)，总线(22)和敏感线(23)构成感应层；
5.根据权利要求4所述的传感器，其特征在于，所述基底层(21)厚度为0.1mm～0.2mm，所述感应层厚度为0.1mm～0.2mm，所述防护层(24)厚度为0.05mm～0.1mm。
6.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述温度敏感组件(4)由多个耐高温传感器(40)组成；<...
【专利技术属性】
技术研发人员：白岩林，赵博，马越岗，易卉，曹可，付拓，高振威，杨建，
申请(专利权)人：北京振兴计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：
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